CN102134360A - 一种超强耐高温氯化聚氯乙烯管材的制备方法 - Google Patents

一种超强耐高温氯化聚氯乙烯管材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超强耐高温氯化聚氯乙烯管材的制备方法，其特点是该管材由75～100份氯化聚氯乙烯树脂；0～25份聚氯乙烯树脂；3～10份ABS；1～8份丙烯酸树脂；3～8份双马来酰亚胺；1～5份塑化促进剂；1～5份增容剂；10～25份工程塑料；1～3份润滑剂；1～5份纳米材料；4～8份稳定剂；2～15份填充剂；0～1份交联剂；1～5份加工改性剂；3～10份抗冲改性剂按重量份配比后经混合搅拌和模具挤出而成。本发明与现有技术相比具有维卡软化点高，能满足120℃以上的高温要求，耐老化、阻燃绝缘和抗压性能好，使用寿命长的优点。

Description

一种超强耐高温氯化聚氯乙烯管材的制备方法
技术领域
本发明涉及非金属建筑材料技术领域，具体地说是一种超强耐高温氯化聚氯乙烯管材的制备方法。
背景技术
随着科技的进步逐渐开发了PP-R热水管材、PE-RT热水管材、PB热水管材、PE-X热水管材以及PAP铝塑复合热水管材替代我们以前通常使用的钢管或铸铁管来输送热水。
近来，城市规划建设的发展以及市容的整洁和美观，要求架空的高压电线要求全部埋入地下，由于高压电缆线，电压高，容易发热产生高温或瞬间意外短路产生高温，人们通常使用改性聚丙烯（MPP）、钢管或玻璃钢管作为高压电缆的护套管材，MPP管材或钢管在施工时都需要焊接，野外作业不方便，施工效率也比较低，同时生产MPP管材的材料依赖石油提炼，成本很高，而钢管不耐腐蚀、使用寿命一般只有15～30年就被锈蚀损坏，然而玻璃钢采用玻璃纤维缠绕涂覆工艺，在生产和使用中容易造成污染，同时玻璃钢管材脆性比较大，不耐重压、敲打或碰撞，也容易分层，影响使用寿命。
由于，现有技术生产的CPVC管材耐高温维卡软化点只有93～110℃，虽然耐腐蚀耐老化，无污染，胶粘连接方便，阻燃抗菌效果好，但不能满足高温，高压热水管材及高压电缆重压振动较大的条件要求，大大影响和制约了CPVC管材在热水及电力工程中的广泛使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种超强耐高温氯化聚氯乙烯管材的制备方法，管材连接方便，常温抗冲强度、拉伸强度、环刚度和维长软化点高，能满足95℃以上高温和1.6Mpa的压力要求，耐老化、阻燃绝缘和抗压性能好，使用寿命长，制造成本低。
实现本发明目的的具体技术方案是：一种超强耐高温氯化聚氯乙烯管材的制备方法，其特点是该管材由75～100份氯化聚氯乙烯树脂；0～25份聚氯乙烯树脂；3～10份ABS；1～8份丙烯酸树脂；3～8份双马来酰亚胺；1～5份塑化促进剂；1～5份增容剂；10～25份工程塑料；1～3份润滑剂； 1～5份纳米材料；4～8份稳定剂； 2～15份填充剂；0～1份交联剂；1～5份加工改性剂；3～10份抗冲改性剂；所述组分按重量份配比后经混合搅拌由模具挤出成型，其具体制备包括以下步骤：
a、初混
、将双马来酰亚胺与ABS、丙烯酸树脂和塑化促进剂按重量份配比混合，加热搅拌3～10分钟，当温度达到100～125℃时停止搅拌，然后将料温冷却到40～50℃送下道工序共混；
所述塑化促进剂为聚酯复合酯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或二种的混合；
Figure 2011101191981100002DEST_PATH_IMAGE004
、将工程塑料与增容剂按重量配比混合，加热搅拌5～10分钟，当温度达到100℃时，加入按重量份配比的氯化聚氯乙烯和聚氯乙烯树脂继续加热搅拌，当温度达到120～125℃时停止搅拌，然后将料温冷却至40～50℃送下道工序共混；
所述工程塑料为聚甲醛、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯和聚酰胺中的一种或二种以上的混合；
所述增容剂为丙烯晴-丁二烯-苯乙烯接枝物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯辐射接技物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯接枝物和苯乙烯-马来酸酐接枝物中的一种或二种以上的混合；
所述氯化聚氯乙烯树脂的氯含量为54～68%，聚合度为800～1200；
b、共混
将上述初混的原料混合后加热搅拌3～5分钟，当温度达到80～90℃时加入按重量份配比的稳定剂、纳米材料、加工改性剂、抗冲改性剂和填充剂继续搅拌，当温度达到95～100℃时加入按重量份配比的润滑剂继续搅拌，当温度达到115～120℃时加入按重量份配比的交联剂继续搅拌，当搅拌温度达到125℃时停止搅拌，然后将料温冷却至40～50℃供挤出使用；
所述稳定剂为钙锌稳定剂、稀土稳定剂、复合盐稳定剂和有机锡稳定剂中的一种或二种以上的混合；
所述纳米材料为纳米级的二氧化硅、二氧化釱、碳酸钙、滑石粉、石英粉和云丹粉中的一种或二种以上的混合；
所述加工改性剂为丙烯酸复合树脂或聚甲基丙烯酸甲酯树脂；
所述抗冲改性剂为三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁晴橡胶、苯乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和氯化聚乙烯中的一种或二种以上的混合；
所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、重晶石粉、石英粉、云丹粉和陶土中的一种或二种以上的混合；
所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、高熔点蜡、十八醇、甘油、白油、单甘酯、硬脂酸、石蜡和硬脂酸酰胺中的一种或二种以上的混合；
所述交联剂为2.5-二甲基-2.5-二叔丁基过氧己烷、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和过氧化氢二异丙苯中的一种或二种以上的混合；
c、挤出
将上述共混后的原料经双螺杆挤出机由模具挤出成型，挤出机筒温度一区为：190～215℃；二区为：190～200℃；三区为：185～195℃；四区为：：180～190℃；五区为：175～185℃；过渡段温度为：165～175℃；模体温度一区为：170～185℃；二区为：170～180℃；三区为：175～185℃；口模温度为：175～215℃；挤出机转速为：10～30r/min；喂料器转速为：10～25r/min；主机电流为：60～100A；机头压力为：6～20Mpa；水箱真空度为：0.02～0.05Mpa；牵引速度为：3～8m/min。
本发明与现有的技术相比具有制备工艺简单，制造成本低，维卡软化点达到120～130℃，提高了27～37℃，能满足95℃以上的高温要求，环片热缩力提高50～80%，冲击强度提高10～15倍，并且在-15℃时管材不显示脆性，耐低温韧性、耐老化、阻燃绝缘和抗压性能好，管材连接方便，使用寿命长可达30年。
具体实施方式
本发明将75～100份氯化聚氯乙烯树脂；0～25份聚氯乙烯树脂；3～10份ABS；1～8份丙烯酸树脂；3～8份双马来酰亚胺；1～5份塑化促进剂；1～5份增容剂；10～25份工程塑料；1～3份润滑剂； 1～5份纳米材料；4～8份稳定剂； 2～15份填充剂；0～1份交联剂；1～5份加工改性剂；3～10份抗冲改性剂；所述组分按重量份配比后经混合搅拌由模具挤出成型，，下面以具体实施例，对本发明做进一步的阐述：
实施例1
a、          初混
、将5公斤双马来酰亚胺与5公斤ABS、5公斤丙烯酸树脂和1.5公斤聚酯复合酸混合后加热搅拌6分钟，当温度达到120℃时停止搅拌，然后将料温冷却到45℃送下道工序共混；
Figure 925254DEST_PATH_IMAGE004
、将聚碳酸酯和丙烯晴-丁二烯-苯乙烯接枝物分别在100℃温度下干燥3小时，然后各称重6公斤与苯乙烯-马来酸酐共聚物2公斤混合，加热搅拌8分钟，当温度达到100℃时，加入含氯量为65%，聚合度为1000的氯化聚氯乙烯树脂100公斤继续搅拌，当温度达到125℃时停止搅拌，然后将料温冷却至45℃送下道工序共混；
b、共混
将上述初混的原料混合后加热搅拌4分钟，当温度达到85℃时加入有机锡稳定剂4公斤、纳米级二氧化硅3公斤、三元乙丙橡胶5公斤和滑石粉5公斤继续搅拌，当温度达到100℃时加入氧化聚乙烯蜡1.0公斤、丙烯酸复合树脂1.5公斤和硬脂酸酰胺0.8公斤继续搅拌，，当温度达到120℃时加入过氧化二异丙苯0.2公斤继续搅拌，当搅拌温度达到125℃时停止搅拌，然后将料温冷却至45℃供挤出使用；
c、挤出
将上述共混后的原料经双螺杆挤出机由模具挤出成型，开机前先将机筒模体温度设定在140℃，加热2小时候后再将机筒温度设定为：一区200℃；二区195℃；三区190℃；四区185℃；五区175℃；过渡段温度设定为170℃；模体温度设定为：一区180℃；二区为175℃；三区180℃；口模温度设定为210℃；恒温40分钟后由机筒螺杆开始挤压塑化再经模具挤出、冷却定径后成型；主机转速为20r/min；喂料器转速为21r/min；主机电流为80A；机头压力为12Mpa；水箱真空度为0.04Mpa；牵引速度为4m/min。
实施例2
a、          初混
Figure 642675DEST_PATH_IMAGE002
、将6公斤双马来酰亚胺与8公斤ABS、7公斤丙烯酸树脂和1.2公斤乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合后加热搅拌7分钟，当温度达到120℃时停止搅拌，然后将料温冷却到45℃送下道工序共混；
Figure 37884DEST_PATH_IMAGE004
、将聚酰胺和聚甲醛分别在100℃温度下干燥3小时，然后各称重6公斤与苯乙烯-马来酸酐接枝物3公斤和丙烯晴-丁二烯-苯乙烯接枝物1.5公斤混合，加热搅拌7分钟，当温度达到100℃时，加入含氯量为67%，聚合度为1000的氯化聚氯乙烯树脂75公斤和聚合度为1200的五型聚氯乙烯树脂25公斤继续搅拌，当温度达到125℃时停止搅拌，然后将料温冷却至48℃送下道工序共混；
b、 共混
将上述初混的原料混合后加热搅拌5分钟，当温度达到90℃时加入钙锌稳定剂5公斤、纳米级石英粉4公斤、聚甲基丙烯酸甲酯树脂2公斤、氯化聚乙烯6公斤和碳酸钙5公斤继续搅拌，当温度达到100℃时加入石蜡0.8公斤和十八醇0.5公斤继续搅拌，当温度达到120℃时加入过氧化苯甲酰0.2公斤继续搅拌，当搅拌温度达到125℃时停止搅拌，然后将料温冷却至45℃供挤出使用；
c、挤出
将上述共混后的原料经双螺杆挤出机由模具挤出成型，开机前先将机筒模体温度设定在150℃，加热2小时候后再将机筒温度设定为：一区190℃；二区190℃；三区185℃；四区180℃；五区175℃；过渡段温度设定为165℃；模体温度设定为：一区170℃；二区为175℃；三区180℃；口模温度设定为195℃；恒温40分钟后由机筒螺杆开始挤压塑化再经模具挤出、冷却定径后成型；主机转速为13.8r/min；喂料器转速为12r/min；主机电流为68A；机头压力为10Mpa；水箱真空度为0.035Mpa；牵引速度为3m/min。
以上只是对本发明作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种超强耐高温氯化聚氯乙烯管材的制备方法，其特征在于该管材由75～100份氯化聚氯乙烯树脂；0～25份聚氯乙烯树脂；3～10份ABS； 1～8份丙烯酸树脂；3～8份双马来酰亚胺；1～5份塑化促进剂；1～5份增容剂；10～25份工程塑料；1～3份润滑剂； 1～5份纳米材料；4～8份稳定剂； 2～15份填充剂；0～1份交联剂；1～5份加工改性剂；3～10份抗冲改性剂；所述组分按重量份配比后经混合搅拌由模具挤出成型，其具体制备包括以下步骤： 
a、初混
Figure 2011101191981100001DEST_PATH_IMAGE002
、将双马来酰亚胺与ABS、丙烯酸树脂和塑化促进剂按重量份配比混合，加热搅拌3～10分钟，当温度达到100～125℃时停止搅拌，然后将料温冷却到40～50℃送下道工序共混；
所述塑化促进剂为聚酯复合酯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或二种的混合；
Figure 2011101191981100001DEST_PATH_IMAGE004
、将工程塑料与增容剂按重量配比混合，加热搅拌5～10分钟，当温度达到100℃时，加入按重量份配比的氯化聚氯乙烯和聚氯乙烯树脂继续加热搅拌，当温度达到120～125℃时停止搅拌，然后将料温冷却至40～50℃送下道工序共混；
所述工程塑料为聚甲醛、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯和聚酰胺中的一种或二种以上的混合；
所述增容剂为丙烯晴-丁二烯-苯乙烯接枝物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯辐射接技物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯接枝物和苯乙烯-马来酸酐接枝物中的一种或二种以上的混合；
所述氯化聚氯乙烯树脂的氯含量为54～68%，聚合度为800～1200；
b、共混
将上述初混的原料混合后加热搅拌3～5分钟，当温度达到80～90℃时加入按重量份配比的稳定剂、纳米材料、加工改性剂、抗冲改性剂和填充剂继续搅拌，当温度达到95～100℃时加入按重量份配比的润滑剂继续搅拌，当温度达到115～120℃时加入按重量份配比的交联剂继续搅拌，当搅拌温度达到125℃时停止搅拌，然后将料温冷却至40～50℃供挤出使用； 
所述稳定剂为钙锌稳定剂、稀土稳定剂、复合盐稳定剂和有机锡稳定剂中的一种或二种以上的混合；
所述纳米材料为纳米级的二氧化硅、二氧化釱、碳酸钙、滑石粉、石英粉和云丹粉中的一种或二种以上的混合；
所述加工改性剂为丙烯酸复合树脂或聚甲基丙烯酸甲酯树脂；
所述抗冲改性剂为三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁晴橡胶、苯乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和氯化聚乙烯中的一种或二种以上的混合；
所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、重晶石粉、石英粉、云丹粉和陶土中的一种或二种以上的混合；
所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡、高熔点蜡、十八醇、甘油、白油、单甘酯、硬脂酸、石蜡和硬脂酸酰胺中的一种或二种以上的混合； 
所述交联剂为2.5-二甲基-2.5-二叔丁基过氧己烷、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和过氧化氢二异丙苯中的一种或二种以上的混合；
c、挤出
将上述共混后的原料经双螺杆挤出机由模具挤出成型，挤出机筒温度一区为：190～215℃；二区为：190～200℃；三区为：185～195℃；四区为：：180～190℃；五区为：175～185℃；过渡段温度为：165～175℃；模体温度一区为：170～185℃；二区为：170～180℃；三区为：175～185℃；口模温度为：175～215℃；挤出机转速为：10～30r/min；喂料器转速为：10～25r/min；主机电流为：60～100A；机头压力为：6～20Mpa；水箱真空度为：0.02～0.05Mpa；牵引速度为：3～8m/min。
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